Besserer Durchblick
Damit Strahlentherapie bei einer Krebserkrankung wirken kann, muss die richtige Dosis am Tumor ankommen – eine Herausforderung unter der Bewegung des Körpers. Moderne Bildgebung ermöglicht es, diese dynamischen Prozesse im Bestrahlungsplan einzurechnen.
Von Kathrin Thomsen
Tumore können überall im Körper auftauchen – befinden sie sich etwa in der Lunge oder in der Leber, bestimmen Dynamiken wie die Atmung die Bestrahlungsplanung entscheidend mit. Zuvor hat eine diagnostische Computertomographie (CT) den Tumor erkannt, Größe und Lage bestimmt sowie eventuell vorhandene Metastasen gesichtet. Ein CT mit einer 4D-Bildgebung erfasst darüber hinaus auch die Bewegung des Tumors. 4D-Bildgebung erfasst neben den drei räumlichen Dimensionen Höhe, Breite und Tiefe die Zeit als vierte Dimension. Dieses Verfahren wird im UKE vor allem bei Lungen-, Leber-, Nieren- oder Pankreastumoren angewandt. Damit wird es möglich, die Strahlentherapie so zu programmieren, dass die geplante Dosis im Tumor ankommt, benachbarte Strukturen aber geschont werden. „Hinzu kommen bei der 4D-Bildgebung neuerdings digitale Möglichkeiten wie Künstliche Intelligenz, die die Bildgebung einmal mehr revolutionieren“, erklärt Prof. Dr. René Werner, Stellvertretender Direktor des Instituts für Angewandte Medizininformatik.
Noch bis vor wenigen Jahren seien Rohdaten für die Bildrekonstruktion unabhängig von Daten zur Atembewegung erfasst worden, sodass es bei etwa 75 Prozent der 4D-CTBilddaten zu unbeabsichtigten Effekten kam. Ärzt:innen schätzten daraufhin etwa ein Drittel der Daten als problematisch für die weitere Planung ein. Prof. Werner und sein Team konnten in einer Untersuchung aufzeigen, dass diese sogenannten Artefakte im Ergebnis zu einer schlechteren lokalen Kontrolle der Tumoren führen. Folge: Die Bestrahlungsexpert:innen mussten die Sicherheitssäume um den Tumor vergrößern und damit das Normalgewebe einer höheren Dosisbelastung aussetzen.
„Hier setzen wir mit unseren Projekten an“, erläutert Werner. „Innovative 4D-Bildgebungsverfahren können zum Beispiel automatisiert und abhängig von der individuellen Atmung der Patient:innen abschätzen, wann der Scanner Daten aufzeichnet – und wann nicht. “Diese neu entwickelten Verfahren seien mittlerweile verfügbar und hätten sich bereits bewährt. Käme bei der Erfassung von Echtzeitsignalen überdies Künstliche Intelligenz zum Einsatz, würden Redundanzen von Daten innerhalb einer Aufzeichnung verhindert und von vorneherein nur die für die Planung wirklich relevanten Daten in dasProtokoll des Scanners einfließen können. „Schlussendlich bieten uns diese innovativen Verfahren nicht nur eine verbesserte Bildgebungsqualität und Grundlage für die weitere Planung“, betont Werner, „KI versetzt uns darüber hinaus in die Lage, die Bestrahlungsdosis um 30 Prozent zu reduzieren.“ Ob die verbesserte Bildqualität letztlich auch zu einer sichereren lokalen Tumorkontrolle führt, wird derzeit in Studien untersucht.
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